Android原始碼分析-訊息佇列和Looper
前言
上週對Android中的事件派發機制進行了分析，這次博主要對訊息佇列和Looper的原始碼進行簡單的分析。大家耐心看下去，其實訊息佇列的邏輯比事件派發機制簡單多了，所以大家肯定會很容易看懂的。
概念
1. 什麼是訊息佇列
訊息佇列在android中對應MessageQueue這個類，顧名思義，訊息佇列中存放了大量的訊息（Message）
2.什麼是訊息
訊息（Message）代表一個行為（what）或者一串動作（Runnable），有兩處會用到Message：Handler和Messenger
3.什麼是Handler和Messenger
Handler大家都知道，主要用來線上程中發訊息通知ui執行緒更新ui。Messenger可以翻譯為信使，可以實現程序間通訊（IPC），Messenger採用一個單執行緒來處理所有的訊息，而且程序間的通訊都是通過發訊息來完成的，感覺不能像AIDL那樣直接呼叫對方的介面方法（具體有待考證），這是其和AIDL的主要區別，也就是說Messenger無法處理多執行緒，所有的呼叫都是在一個執行緒中序列執行的。Messenger的典型程式碼是這樣的：new Messenger(service).send(msg)，它的本質還是呼叫了Handler的sendMessage方法
4.什麼是Looper
Looper是迴圈的意思，它負責從訊息佇列中迴圈的取出訊息然後把訊息交給目標處理
5.執行緒有沒有Looper有什麼區別？
執行緒如果沒有Looper，就沒有訊息佇列，就無法處理訊息，執行緒內部就無法使用Handler。這就是為什麼在子執行緒內部建立Handler會報錯："Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()"，具體原因下面再分析。
6.如何讓執行緒有Looper從而正常使用Handler？
線上程的run方法中加入如下兩句：
Looper.prepare();
Looper.loop();
這一切不用我們來做，有現成的，HandlerThread就是帶有Looper的執行緒。
想用執行緒的Looper來建立Handler，很簡單，Handler handler = new Handler(thread.getLooper())，有了上面這幾步，你就可以在子執行緒中建立Handler了，好吧，其實android早就為我們想到這一點了，也不用自己寫，IntentService把我們該做的都做了，我們只要用就好了，具體怎麼用後面再說。
訊息佇列和Looper的工作機制
一個Handler會有一個Looper，一個Looper會有一個訊息佇列，Looper的作用就是迴圈的遍歷訊息佇列，如果有新訊息，就把新訊息交給它的目標處理。每當我們用Handler來發送訊息，訊息就會被放入訊息佇列中，然後Looper就會取出訊息傳送給它的目標target。一般情況，一個訊息的target是傳送這個訊息的Handler，這麼一來，Looper就會把訊息交給Handler處理，這個時候Handler的dispatchMessage方法就會被呼叫，一般情況最終會呼叫Handler的handleMessage來處理訊息，用handleMessage來處理訊息是我們常用的方式。
原始碼分析
1. Handler傳送訊息的過程
public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
MessageQueue queue = mQueue;
if (queue == null) {
RuntimeException e = new RuntimeException(
this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
return false;
}
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);
}
//這裡msg被加入訊息佇列queue
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}2.Looper的工作過程
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
//從Looper中取出訊息佇列
final MessageQueue queue = me.mQueue;
// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
//死迴圈，迴圈的取訊息，沒有新訊息就會阻塞
for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block 這裡會被阻塞，如果沒有新訊息
if (msg == null) {
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}
// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}
//將訊息交給target處理，這個target就是Handler型別
msg.target.dispatchMessage(msg);
if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}
// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}
msg.recycle();
}
}3.Handler如何處理訊息
/**
* Subclasses must implement this to receive messages.
*/
public void handleMessage(Message msg) {
}
/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {
//這個方法很簡單，直接呼叫msg.callback.run();
handleCallback(msg);
} else {
//如果我們設定了callback會由callback來處理訊息
if (mCallback != null) {
if (mCallback.handleMessage(msg)) {
return;
}
}
//否則訊息就由這裡來處理，這是我們最常用的處理方式
handleMessage(msg);
}
}/*package*/ Runnable callback;
現在已經很明確了，msg.callback是個Runnable，什麼時候會設定這個callback：handler.post(runnable)，相信大家都常用這個方法吧
/**
* Callback interface you can use when instantiating a Handler to avoid
* having to implement your own subclass of Handler.
*
* @param msg A {@link android.os.Message Message} object
* @return True if no further handling is desired
*/
public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}
final Callback mCallback;而mCallback是個介面，可以這樣來設定 Handler handler = new Handler(callback)，這個callback的意義是什麼呢，程式碼裡面的註釋已經說了，可以讓你不用建立Handler的子類但是還能照樣處理訊息，恐怕大家常用的方式都是新new一個Handler然後override其handleMessage方法來處理訊息吧，從現在開始，我們知道，不建立Handler的子類也可以處理訊息。多說一句，為什麼建立Handler的子類不好？這是因為，類也是佔空間的，一個應用class太多，其佔用空間會變大，也就是應用會更耗記憶體。
HandlerThread簡介
@Override
public void run() {
mTid = Process.myTid();
Looper.prepare();
synchronized (this) {
mLooper = Looper.myLooper();
notifyAll();
}
Process.setThreadPriority(mPriority);
onLooperPrepared();
Looper.loop();
mTid = -1;
}IntentService簡介
public void onCreate() {
// TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock
// during processing, and to have a static startService(Context, Intent)
// method that would launch the service & hand off a wakelock.
super.onCreate();
HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
thread.start();
mServiceLooper = thread.getLooper();
mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
}在子執行緒建立Handler為什麼會報錯？
public Handler(Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}
//獲取當前執行緒的Looper
mLooper = Looper.myLooper();
//報錯的根本原因是：當前執行緒沒有Looper
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback;
mAsynchronous = async;
}